JPH0753815B2 - ベントナイト改質剤 - Google Patents
ベントナイト改質剤Info
- Publication number
- JPH0753815B2 JPH0753815B2 JP15993589A JP15993589A JPH0753815B2 JP H0753815 B2 JPH0753815 B2 JP H0753815B2 JP 15993589 A JP15993589 A JP 15993589A JP 15993589 A JP15993589 A JP 15993589A JP H0753815 B2 JPH0753815 B2 JP H0753815B2
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
本発明は、地層を掘削する際に用いられる安定液用ベン
トナイトの改質剤およびその改質ベントナイトを使用す
る掘削工法に関するものである。
トナイトの改質剤およびその改質ベントナイトを使用す
る掘削工法に関するものである。
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（以下CMCと
いう）等の水溶性高分子化合物を含有したベントナイト
懸濁液、所謂ベントナイト安定液を掘削部に満たして壁
の崩壊を防止しながら地盤を掘削した後、コンクリート
を打設して地下連続壁や、基礎坑等を構築する安定液掘
削工法は、現在、他方面で用いられている。 ベントナイトは無機電解質に対して敏感であることか
ら、海水を含む地盤の掘削に伴なう塩化ナトリウムの混
入や、コンクリート打設時のセメントの混入等によっ
て、ベントナイト安定液は凝集したりゲル化し易い。 この様に劣化したベントナイト安定液は掘削孔壁におけ
る安定液としては、掘削孔壁における安定膜（マッドケ
ース）形成性に劣り、壁崩壊防止能は低下して、そのま
までは使用不能となるので、廃棄するか、再生処理を施
す必要がある。そこで予めベントナイトに分散剤を配合
した改質ベントナイトを使用すればセメントや塩分混合
による劣化を抑制できる。 ベントナイト改質用の分散剤には、無機系のポリ燐酸
塩，炭酸ソーダが、又有機系にはニトロフミン酸塩、リ
グニンスルホン酸塩、低重合度ポリアクリル酸塩等が知
られ、特に低重合度ポリアクリル酸塩は改質剤としての
効果が高い。ところがこのベントナイト改質剤は粉体混
合するので粉末品でなければならない。低重合度ポリア
クリル酸塩の粉末化は加熱、減圧等で乾燥した後、粉砕
したり、噴霧乾燥する方法により、製造することができ
るが、吸湿性が著しく高いので、製造時や取り扱い中に
吸湿して、べとついたり、また貯蔵中にケーキングを起
し易く、保管管理が難しく、又低重合度ポリアクリル酸
塩を添加した改質ベントナイトが貯蔵中にケーキングを
起すので使用することはできない。 この対策として、メタクリル酸、アクリルアミド、アク
リル酸エステル等の共重合物［塩型］が考えられるが、
吸湿性を大きく改良することはできず、逆にベントナイ
トの改質効果が低下する等の欠点を有する。 粉末状の分散剤として無機系のポリリン酸塩、炭酸ソー
ダも使用可能であるが、分散解膠性がポリアクリル酸塩
に比べ劣ると共に効果の持続性に劣る。 有機系のニトロフミン酸塩、リグニンスルホン酸塩も粉
状で供給できるが、分散解膠性がポリアクリル酸塩に劣
ること又、起泡性があるので改質剤としてあまり好まし
くない。
いう）等の水溶性高分子化合物を含有したベントナイト
懸濁液、所謂ベントナイト安定液を掘削部に満たして壁
の崩壊を防止しながら地盤を掘削した後、コンクリート
を打設して地下連続壁や、基礎坑等を構築する安定液掘
削工法は、現在、他方面で用いられている。 ベントナイトは無機電解質に対して敏感であることか
ら、海水を含む地盤の掘削に伴なう塩化ナトリウムの混
入や、コンクリート打設時のセメントの混入等によっ
て、ベントナイト安定液は凝集したりゲル化し易い。 この様に劣化したベントナイト安定液は掘削孔壁におけ
る安定液としては、掘削孔壁における安定膜（マッドケ
ース）形成性に劣り、壁崩壊防止能は低下して、そのま
までは使用不能となるので、廃棄するか、再生処理を施
す必要がある。そこで予めベントナイトに分散剤を配合
した改質ベントナイトを使用すればセメントや塩分混合
による劣化を抑制できる。 ベントナイト改質用の分散剤には、無機系のポリ燐酸
塩，炭酸ソーダが、又有機系にはニトロフミン酸塩、リ
グニンスルホン酸塩、低重合度ポリアクリル酸塩等が知
られ、特に低重合度ポリアクリル酸塩は改質剤としての
効果が高い。ところがこのベントナイト改質剤は粉体混
合するので粉末品でなければならない。低重合度ポリア
クリル酸塩の粉末化は加熱、減圧等で乾燥した後、粉砕
したり、噴霧乾燥する方法により、製造することができ
るが、吸湿性が著しく高いので、製造時や取り扱い中に
吸湿して、べとついたり、また貯蔵中にケーキングを起
し易く、保管管理が難しく、又低重合度ポリアクリル酸
塩を添加した改質ベントナイトが貯蔵中にケーキングを
起すので使用することはできない。 この対策として、メタクリル酸、アクリルアミド、アク
リル酸エステル等の共重合物［塩型］が考えられるが、
吸湿性を大きく改良することはできず、逆にベントナイ
トの改質効果が低下する等の欠点を有する。 粉末状の分散剤として無機系のポリリン酸塩、炭酸ソー
ダも使用可能であるが、分散解膠性がポリアクリル酸塩
に比べ劣ると共に効果の持続性に劣る。 有機系のニトロフミン酸塩、リグニンスルホン酸塩も粉
状で供給できるが、分散解膠性がポリアクリル酸塩に劣
ること又、起泡性があるので改質剤としてあまり好まし
くない。
本発明は分散解膠性、耐セメント性、耐塩性に優れた吸
湿性の著しく低い粉末状のベントナイト改質剤を提供す
ることを目的としてなされたものである。
湿性の著しく低い粉末状のベントナイト改質剤を提供す
ることを目的としてなされたものである。
本発明者は、これら問題点を解消すべく鋭意研究の結
果、本発明に到達したものである。すなわち、重合度20
〜500の粉末状（メタ）アクリル酸重合体または（メ
タ）アクリル酸と他のアクリル系モノマーとの共重合体
〔（メタ）アクリル酸の含有率50モル％以上が必要であ
り、又（メタ）アクリル酸とはアクリル酸又はメタクリ
ル酸を示す〕のいずれか１種以上の酸型のものと炭酸ナ
トリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリポリ
リン酸ナトリウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムから
なる群から選ばれた１種以上の粉末状アルカリ性物質と
を必須成分として含有する分散解膠性、耐セメント性、
耐塩性に優れた吸湿性の著しく低い粉末状のベントナイ
ト改質剤である。 （手段を構成する要件） 本発明に使用する他のアクリル系モノマーとしては、水
溶性のモノマー、および水不溶性のモノマーがあるが、
共重合物が水溶性であれば、使用することができる。 代表的なモノマーとして、アクリルアミド、メタクリル
アミド、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、メ
チル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレー
ト、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等のエステ
ル類を挙げることができる。 アクリル系モノマーとの共重合物においては、（メタ）
アクリル酸の含有率は50モル％以上が、より好ましい。
（メタ）アクリル酸の含有率が50モル％未満では、分散
解膠性が低下する。 また、重合度は20〜500の範囲が好ましく、この範囲外
では、本発明の充分満足し得る分散解膠性を達成するこ
とができない。 尚、本発明における重合体の一部が、ナトリウム、カリ
ウム、アンモニウム、アミン塩の形態でも使用できる
が、塩型の含有率が増加すると吸湿性が高くなるので、
塩型含有率は50モル％未満であることが好ましい。 本発明における重合体の製法は、一般に行なわれている
アクリル系モノマーの重合法を用いて重合した後、加熱
乾燥、減圧乾燥等により、脱水した後、粉砕したり、噴
霧乾燥することにより製造することができる。 本発明の粉末状アルカリ性物質には、粉末状の炭酸ナト
リウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリポリリ
ン酸ナトリウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムからな
る群から選ばれた１種以上が使用される。 重合体と粉末状アルカリ性物質の混合比は90:10〜10:90
の比率で使用するのが好ましい。 尚アルカリ性物質はフレークや粒状（粗粒）の形態でも
使用可能であるが、微粉末の方が重合体と同一混合でき
るので好ましい。 アルカリ性物質と併用する目的は改質ベントナイトで調
整した安定液のpH変動を少くすることにある。 本発明ベントナイト改質剤はベントナイトに0.5〜20重
量％添加する。 0.5％未満では改質効果が不充分であり、20％を越える
と分散解膠性が強過ぎて、水に懸濁させた場合、分散安
定性が不良となり上澄発生や沈降ベントナイトが多くな
る。 本発明ベントナイト改質剤は他の分散剤、例えばトリポ
リリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、炭酸ソーダ、重炭酸
ソーダ、リグニンスルホン酸塩、もしくはニトロフミン
酸塩等と混合して併用することもできる。
果、本発明に到達したものである。すなわち、重合度20
〜500の粉末状（メタ）アクリル酸重合体または（メ
タ）アクリル酸と他のアクリル系モノマーとの共重合体
〔（メタ）アクリル酸の含有率50モル％以上が必要であ
り、又（メタ）アクリル酸とはアクリル酸又はメタクリ
ル酸を示す〕のいずれか１種以上の酸型のものと炭酸ナ
トリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリポリ
リン酸ナトリウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムから
なる群から選ばれた１種以上の粉末状アルカリ性物質と
を必須成分として含有する分散解膠性、耐セメント性、
耐塩性に優れた吸湿性の著しく低い粉末状のベントナイ
ト改質剤である。 （手段を構成する要件） 本発明に使用する他のアクリル系モノマーとしては、水
溶性のモノマー、および水不溶性のモノマーがあるが、
共重合物が水溶性であれば、使用することができる。 代表的なモノマーとして、アクリルアミド、メタクリル
アミド、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、メ
チル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレー
ト、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等のエステ
ル類を挙げることができる。 アクリル系モノマーとの共重合物においては、（メタ）
アクリル酸の含有率は50モル％以上が、より好ましい。
（メタ）アクリル酸の含有率が50モル％未満では、分散
解膠性が低下する。 また、重合度は20〜500の範囲が好ましく、この範囲外
では、本発明の充分満足し得る分散解膠性を達成するこ
とができない。 尚、本発明における重合体の一部が、ナトリウム、カリ
ウム、アンモニウム、アミン塩の形態でも使用できる
が、塩型の含有率が増加すると吸湿性が高くなるので、
塩型含有率は50モル％未満であることが好ましい。 本発明における重合体の製法は、一般に行なわれている
アクリル系モノマーの重合法を用いて重合した後、加熱
乾燥、減圧乾燥等により、脱水した後、粉砕したり、噴
霧乾燥することにより製造することができる。 本発明の粉末状アルカリ性物質には、粉末状の炭酸ナト
リウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリポリリ
ン酸ナトリウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムからな
る群から選ばれた１種以上が使用される。 重合体と粉末状アルカリ性物質の混合比は90:10〜10:90
の比率で使用するのが好ましい。 尚アルカリ性物質はフレークや粒状（粗粒）の形態でも
使用可能であるが、微粉末の方が重合体と同一混合でき
るので好ましい。 アルカリ性物質と併用する目的は改質ベントナイトで調
整した安定液のpH変動を少くすることにある。 本発明ベントナイト改質剤はベントナイトに0.5〜20重
量％添加する。 0.5％未満では改質効果が不充分であり、20％を越える
と分散解膠性が強過ぎて、水に懸濁させた場合、分散安
定性が不良となり上澄発生や沈降ベントナイトが多くな
る。 本発明ベントナイト改質剤は他の分散剤、例えばトリポ
リリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、炭酸ソーダ、重炭酸
ソーダ、リグニンスルホン酸塩、もしくはニトロフミン
酸塩等と混合して併用することもできる。
本発明ベントナイト改質剤は、吸湿性が小さいため、ベ
ントナイトと混合したときの貯蔵安定性が良好であり、
又耐塩性や耐セメント性の改良効果が高く、耐セメント
性や耐塩性に優れたベントナイトに改質できる。
ントナイトと混合したときの貯蔵安定性が良好であり、
又耐塩性や耐セメント性の改良効果が高く、耐セメント
性や耐塩性に優れたベントナイトに改質できる。
次に本発明を実施例により具体的に説明する。％、部は
重量基準を示す。 製造例（改質剤の製造） アクリル酸360gとイオン交換水360gからなる混合液に重
合触媒として2,2−アゾビス（２−アミノジプロパン）
ジハイドロクロライド0.2gを加え水溶液重合を行ない50
％水溶液を得た。 この水溶液を真空乾燥した後、粉砕してポリアクリル酸
重合物粉末品を得た。このものの平均重合度は184であ
った。 上記に準じて、各種の組成の重合物を製造し、粉末アル
カリ性物質と混合して以下の実施例に供試した。 実施例１ 各種組成の重合物と粉末アルカリ性物質を1:1に混合し
た改質剤10部をベントナイト90部と混合して改質ベント
ナイトを得た。 直径10cmのガラス製シャーレに改質ベントナイト10gを
シャーレ全面に均一に広げ、温度20℃、関係湿度65％の
雰囲気中に放置し、吸湿速度、および粉体流動性を測定
し第１表を得た。 吸湿速度は経時による重量増加を測定し水分量を算出し
て判断した。粉体流動性はシャーレを傾けて、流動する
か否かを目視で判定した。 第１表から明らかな通り、本発明品は吸湿性が少く48時
間放置後でも充分な流動性を維持していた。比較品は著
しく吸湿すると共に24時間後にはケーキングして粉体流
動性を失った。 又、アクリル酸塩とアルカリ性物質を混合しても、吸湿
性も抑制できず、48時間後にはケーキングした。 尚、改質剤はすべて100メッシュ篩全通過品を調製して
供試した。 実施例２ 水100部に改質剤を添加したクニゲルV1［ベントナイ
ト：クニミネ工業社製］８部を添加してプロペラ型撹拌
機にて20分間撹拌して安定液を調製した。 この安定液100部に普通ポルトランドセメント５部を添
加し、ジュースミキサーにて３分間撹拌して安定液の性
質を測定し第２表を得た。 第２表から明らかな様に、本発明例はセメントが混入し
ても安定液の性質が変化せず、良好な状態を維持する。 比較例の粉末改質剤添加による改質ベントナイトの安定
液はセメント混入によってゲル化して流動性を失い、安
定液として使用できない状態になった。 実施例３ 水100部に改質剤を添加したクニゲルV1（ベントナイ
ト）８部を添加してプロペラ型撹拌機にて20分間撹拌し
て安定液を調製した。 この安定液100部に食塩２部を添加し、ジュースミキサ
ーにて３分間撹拌して溶解させた後、安定液の性質を測
定し第３表を得た。 第３表から明らかなように本発明例は塩が混入しても安
定液の性質が劣化せず、良好な状態を維持できる。 比較例の粉末改質剤を添加して改質したベントナイトに
よる安定液は塩の混入にて、増粘やゲル化したり又濾水
量が増加して安定液として使用できない状態に劣化し
た。
重量基準を示す。 製造例（改質剤の製造） アクリル酸360gとイオン交換水360gからなる混合液に重
合触媒として2,2−アゾビス（２−アミノジプロパン）
ジハイドロクロライド0.2gを加え水溶液重合を行ない50
％水溶液を得た。 この水溶液を真空乾燥した後、粉砕してポリアクリル酸
重合物粉末品を得た。このものの平均重合度は184であ
った。 上記に準じて、各種の組成の重合物を製造し、粉末アル
カリ性物質と混合して以下の実施例に供試した。 実施例１ 各種組成の重合物と粉末アルカリ性物質を1:1に混合し
た改質剤10部をベントナイト90部と混合して改質ベント
ナイトを得た。 直径10cmのガラス製シャーレに改質ベントナイト10gを
シャーレ全面に均一に広げ、温度20℃、関係湿度65％の
雰囲気中に放置し、吸湿速度、および粉体流動性を測定
し第１表を得た。 吸湿速度は経時による重量増加を測定し水分量を算出し
て判断した。粉体流動性はシャーレを傾けて、流動する
か否かを目視で判定した。 第１表から明らかな通り、本発明品は吸湿性が少く48時
間放置後でも充分な流動性を維持していた。比較品は著
しく吸湿すると共に24時間後にはケーキングして粉体流
動性を失った。 又、アクリル酸塩とアルカリ性物質を混合しても、吸湿
性も抑制できず、48時間後にはケーキングした。 尚、改質剤はすべて100メッシュ篩全通過品を調製して
供試した。 実施例２ 水100部に改質剤を添加したクニゲルV1［ベントナイ
ト：クニミネ工業社製］８部を添加してプロペラ型撹拌
機にて20分間撹拌して安定液を調製した。 この安定液100部に普通ポルトランドセメント５部を添
加し、ジュースミキサーにて３分間撹拌して安定液の性
質を測定し第２表を得た。 第２表から明らかな様に、本発明例はセメントが混入し
ても安定液の性質が変化せず、良好な状態を維持する。 比較例の粉末改質剤添加による改質ベントナイトの安定
液はセメント混入によってゲル化して流動性を失い、安
定液として使用できない状態になった。 実施例３ 水100部に改質剤を添加したクニゲルV1（ベントナイ
ト）８部を添加してプロペラ型撹拌機にて20分間撹拌し
て安定液を調製した。 この安定液100部に食塩２部を添加し、ジュースミキサ
ーにて３分間撹拌して溶解させた後、安定液の性質を測
定し第３表を得た。 第３表から明らかなように本発明例は塩が混入しても安
定液の性質が劣化せず、良好な状態を維持できる。 比較例の粉末改質剤を添加して改質したベントナイトに
よる安定液は塩の混入にて、増粘やゲル化したり又濾水
量が増加して安定液として使用できない状態に劣化し
た。
本発明の改質剤により次のような効果が得られる。 （１） 貯蔵安定性の高い改質ベントナイトが得られ
る。 （２） 混合操作が容易である。 （３） 耐セメントや耐塩性の高いベントナイトに改質
でき、商品価値が上がる。 （４） この改質ベントナイトで安定液を調製すると、
掘削使用時の劣化が少く、安定液管理が容易で安全掘削
できる。
る。 （２） 混合操作が容易である。 （３） 耐セメントや耐塩性の高いベントナイトに改質
でき、商品価値が上がる。 （４） この改質ベントナイトで安定液を調製すると、
掘削使用時の劣化が少く、安定液管理が容易で安全掘削
できる。
Claims (3)
- 【請求項１】重合度20〜500の粉末状アクリル酸重合
体、メタクリル酸重合体、アクリル酸の含有率が50モル
％以上であるアクリル酸と他のアクリル系モノマーとの
共重合体又はメタクリル酸の含有率が50モル％以上であ
るメタクリル酸と他のアクリル系モノマーとの共重合体
のいずれか１種以上の酸型のものと炭酸ナトリウム、重
炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリポリリン酸ナトリ
ウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムからなる群から選
ばれた１種以上の粉末状アルカリ性物質とを必須成分と
して含有することを特徴とするベントナイト改質剤。 - 【請求項２】請求項１記載のベントナイト改質剤を含有
することを特徴とする改質ベントナイト。 - 【請求項３】請求項２記載の改質ベントナイトを使用す
ることを特徴とする安定液掘削工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15993589A JPH0753815B2 (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | ベントナイト改質剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15993589A JPH0753815B2 (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | ベントナイト改質剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0324146A JPH0324146A (ja) | 1991-02-01 |
| JPH0753815B2 true JPH0753815B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=15704371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15993589A Expired - Lifetime JPH0753815B2 (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | ベントナイト改質剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753815B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2679546B1 (fr) * | 1991-07-26 | 1994-01-28 | Zschimmer Schwarz France | Procede de traitement des eaux. |
| JP4743441B2 (ja) * | 2000-10-16 | 2011-08-10 | 株式会社大林組 | 掘削用泥水の作泥システム |
-
1989
- 1989-06-22 JP JP15993589A patent/JPH0753815B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0324146A (ja) | 1991-02-01 |
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